JP5956366B2

JP5956366B2 - 線状はんだ供給装置

Info

Publication number: JP5956366B2
Application number: JP2013039441A
Authority: JP
Inventors: 智秋深山
Original assignee: 株式会社ジャパンユニックス
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: JP2014166643A

Description

本発明は、各種電子部品をプリント基板にはんだ付けする場合などに、はんだリールに巻かれた線状はんだを該はんだリールから繰り出してはんだ付け部位に供給するはんだ供給装置に関するものである。

例えばはんだ付けロボットで半導体チップ等の電子部品をプリント基板にはんだ付けする場合、特許文献１に開示されているようなはんだ供給装置が使用されている。このはんだ供給装置は、線状はんだが巻かれたはんだリールを、リール装着部に片持梁状に支持されたシャフトに回転自在に装着し、該はんだリールから線状はんだを繰り出してはんだ付け部位に供給するものである。

この種のはんだ供給装置においては、一般に、前記はんだリールを前記シャフトに装着する場合、該はんだリールの中心孔内に前記シャフトを挿入したあと、該シャフトの先端の螺子部にナットを螺着し、このナットで前記はんだリールが前記シャフトから抜け落ちないように固定しており、２つのナットを使用するダブルナット式の固定方法も用いられている。

ところが、このようなナットを用いるはんだリールの固定方法は、ナットの締め付け不良による該ナット及びはんだリールの位置ずれが生じ易いという問題があるだけでなく、はんだリールを交換する場合、前記ナットを多数回回転させてシャフトから取り外し、新しいはんだリールをシャフトに装着したあと、再びナットを多数回回転させてシャフトに螺着しなければならないため、交換作業に多くの時間と手間と必要とするという問題もあった。

特開２００８−１２５４７号公報

本発明の目的は、リール装着部に対するはんだリールの着脱を簡単且つ迅速に行うことができるはんだ供給装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明によれば、線状はんだが巻かれたはんだリールをシャフトに回転自在に装着するリール装着部と、前記はんだリールから線状はんだを繰り出してはんだ付け部位に向けて送り出すはんだ送り部とを有し、前記リール装着部は、基端を該リール装着部に片持梁状に支持されて前記はんだリールの中心孔内に挿入された前記シャフトと、該シャフトの先端に着脱自在に装着されて前記はんだリールが該シャフトから脱落するのを防止するロック部材とを有し、前記ロック部材は、ボディの内部に傾動自在に収容されたクランプ部材と、該クランプ部材を傾斜方向に付勢するばね手段と、前記クランプ部材を該ばね手段に抗して非傾斜状態にするための操作部とを有し、前記クランプ部材が傾斜状態にあるとき該クランプ部材が前記シャフトに係止して前記ロック部材が前記シャフトに固定され、前記クランプ部材を非傾斜状態にあるとき該クランプ部材の前記シャフトへの係止が解除されて前記ロック部材がシャフトから取り外し可能になるように構成され、前記ロック部材には、前記シャフトに回転自在に装着されて前記はんだリールの端部に当接する回転カラーが、前記シャフトの軸線方向には相互に固定的であるが該軸線の回りには相対的に回転自在であるように連結されていることを特徴とする線状はんだ供給装置が提供される。

本発明において好ましくは、前記クランプ部材は係止孔を有するリングであって、前記係止孔の内部を前記シャフトが貫通し、該クランプ部材の傾斜により前記係止孔の内周縁が前記シャフトに係止するように構成されていることである。

また、本発明においては、前記回転カラーを前記ロック部材に連結するため、前記ロック部材に形成された円柱状の連結部が、前記回転カラーに形成された連結孔内に嵌合し、前記連結部の外周には該連結部を取り巻く係止溝が形成され、前記回転カラーの前記係止溝を挟んで相対する位置には一対のピン取付孔が該係止溝に接するように形成され、該ピン取付孔内に係止ピンを前記係止溝に係止した状態に挿入している。

本発明によれば、はんだリールをシャフトに装着状態に固定するためのロック部材を、該ロック部材の内部のクランプ部材を傾斜させたり非傾斜状態にしたりすることによって前記シャフトに対して着脱できるようにしたので、固定手段としてナットやダブルナットを使用している従来装置のように該ナットを多数回回転させてシャフトから取り外したり再び取り付けたりする作業を全く行う必要がなく、シャフトに対するはんだリールの着脱を簡単かつ迅速に行うことができる。また、ナットの緩みによるはんだリールの位置ずれの問題も解消することができる。

本発明に係るはんだ供給装置の一実施形態を示す側面図である。図１の平面図である。はんだ装着部の分解図である。ロック部材及び第２の回転カラーの断面図である。図４のＶ−Ｖ線での断面図である。図４のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。

図１及び図２は本発明に係るはんだ供給装置の一実施形態を示すもので、このはんだ供給装置は、例えばはんだ付けロボットに組み込まれ、半導体チップ等の電子部品をプリント基板上に自動的にはんだ付けする場合などに、各はんだ付け部位に向けて線状はんだを自動的に供給するために使用される。

前記はんだ供給装置は、リール装着部１とはんだ送り部２とを有している。このうちリール装着部１は、線状はんだ３が巻かれたはんだリール４を装着するための部分であり、はんだ送り部２は、前記リール装着部１に装着されたはんだリール４から線状はんだ３を必要長さずつ繰り出し、移送路５に沿ってはんだ付け部位に送り出すための部分である。従って、前記線状はんだ３が送り出される方向を前方とすれば、前記はんだ送り部２は、はんだ供給装置の前方側に位置し、前記リール装着部１は、はんだ供給装置の後方側に位置することになる。

前記はんだリール４は、内部を中心孔４ａが軸線Ｌ方向に貫通している円筒形の巻芯６と、この巻芯６の軸線Ｌ方向両端にそれぞれ取り付けられた円環形の端板６ａとからなっていて、前記巻芯６の外周に線状はんだ３が螺旋状かつ多重に巻き付けられている。

前記リール装着部１は、前記はんだ送り部２のハウジング７からはんだ供給装置の後方に向けて延出するブラケット８を有している。該ブラケット８は、基端部を前記はんだ送り部２のハウジング７にねじ９で固定され、先端部が自由端となっており、該先端部に、前記はんだリール４を装着するシャフト１０の基端部がナット１１で固定されることにより、該シャフト１０が片持梁状に支持されている。

前記シャフト１０には、前記はんだリール４が、該はんだリール４の軸線Ｌ方向両側に位置する第１の回転カラー１２及び第２の回転カラー１３を介して回転自在に装着され、該シャフト１０の先端に着脱自在に取り付けられたロック部材１４で該シャフト１０からの脱落が防止されている。

図３からも分かるように、前記第１の回転カラー１２は、前記はんだリール４の中心孔４ａ内に嵌合する円柱部１２ａと、該円柱部１２ａの一端に形成された円錐部１２ｂとを有する中空状の部材で、該円錐部１２ｂは前記円柱部１２ａより大径をなし、該第１の回転カラー１２が前記シャフト１０に回転自在に嵌着され、前記円錐部１２ｂが、小径の先端の一部を前記はんだリール４の中心孔４ａ内に嵌合させた状態で該はんだリール４の一端にブラケット８側から当接している。

また、前記第２の回転カラー１３は、短円柱部１３ａと円錐部１３ｂとを有する中空状の部材で、前記シャフト１０に回転自在に嵌着され、前記円錐部１３ｂが、小径の先端の一部を前記はんだリール４の中心孔４ａ内に嵌合させた状態で前記はんだリール４の他端に前記シャフト１０の先端側から当接している。
前記第１の回転カラー１２及び第２の回転カラー１３は、はんだリール４の中心孔４ａの内径とシャフト１０の外径との径差を補い、該はんだリール４をシャフト１０に対して同心状に取り付けるものである。
なお、前記第２の回転カラー１３は前記ロック部材１４に連結されているが、その連結に関する構成については後述する。

前記ロック部材１４は、図４−図６に示すように、前記シャフト１０が挿入される挿入孔１８を中心に備えた円柱状のボディ１７を有している。該ボディ１７の内部には、クランプ部材１９を収容するための収容室２０が形成され、該収容室２０の内部に、前記シャフト１０が挿通する係止孔１９ａを中心に備えたリング状の前記クランプ部材１９が、該シャフト１０に対して傾動自在に収容されている。そして、該クランプ部材１９を図４に実線で示すように傾斜させると、前記係止孔１９ａの内周縁が前記シャフト１０の外周に係止してロック部材１４が該シャフト１０に固定され、前記クランプ部材１９を図４に鎖線で示すように非傾斜状態に起立させると、該クランプ部材１９の前記シャフト１０に対する係止が解除されて前記ロック部材１４を該シャフト１０から取り外すことができるようになる。

前記クランプ部材１９を傾斜させるため、前記ボディ１７に形成されたボルト取付孔２２には、前記収容室２０内に突出するストッパボルト２３が進退調節自在なるように取り付けられ、該ストッパボルト２３の先端が、前記クランプ部材１９の外周端寄りの位置で該クランプ部材１９の前面１９ｂに当接し、該クランプ部材１９の背面１９ｃ側には、前記シャフト１０を挟んで対称をなす位置に、一対のばね手段２４が該クランプ部材１９の背面１９ｃと前記ボディ１７の端壁１７ａとの間に介設され、該ばね手段２４でクランプ部材１９を該クランプ部材１９の前面１９ｂ側に向けて押すことにより、該クランプ部材１９が、前記ストッパボルト２３を支点として図４に実線で示すように傾斜し、前記係止孔１９ａの内周縁が前記シャフト１０の外周に係止するようになっている。
前記ばね手段２４はコイルばねからなっていて、該コイルばねが、前記クランプ部材１９と前記端壁１７ａとの間に圧縮状態に配設されている。

また、前記クランプ部材１９を非傾斜状態に起立させるため、該クランプ部材１９の前記ばね手段２４が当接している位置より外周端寄りの位置には、左右一対の操作部２５が該クランプ部材１９と一体に形成され、該操作部２５が、ボディ１７の左右両側面に形成された開口２６を通じて該ボディ１７の外部に露出している。前記開口２６は、ボディ１７の側面の一部を凹状に窪ませた部分２７に形成されている。そして、前記操作部２５を指でばね手段２４の付勢力に抗する方向に押圧操作することにより、前記クランプ部材１９を図４に鎖線で示すように起立させることができるようになっている。

前記ロック部材１４と前記第２の回転カラー１３とを連結するため、前記ロック部材１４のボディ１７には円柱状の連結部２９が形成され、該連結部２９が前記第２の回転カラー１３に形成された連結孔３０内に嵌合している。前記連結部２９の外周には該連結部２９を取り巻くように係止溝３１が形成され、前記第２の回転カラー１３の短円柱部１３ａの前記係止溝３１を挟んで相対する位置には、互いに平行する一対のピン取付孔３２が前記係止溝３１に接するように形成され、該ピン取付孔３２内に係止ピン３３を前記係止溝３１に係止した状態に挿入することにより、前記第２の回転カラー１３が、前記ロック部材１４に、前記シャフト１０の軸線Ｌ方向には相互に固定的であるが該軸線Ｌの回りには相対的に回転自在であるように連結されている。

前記係止ピン３３は、金属薄板を円筒状に巻いて形成した中空のスプリングピンであって、側面に波形の開口を有し、外径を前記ピン取付孔３２の孔径よりより僅かに大きく形成されており、該係止ピン３３が前記ピン取付孔３２内に弾力的に圧入されている。しかし、この係止ピン３３は、中実ピンであっても良い。

前記リール装着部１はこのような構成を有するもので、前記シャフト１０にはんだリール４を装着するときは、先ず、該シャフト１０に前記第１の回転カラー１２を挿着し、次に、該第１の回転カラー１２の円柱部１２ａの上から前記はんだリール４を挿着し、最後に、前記ロック部材１４を、操作部２５を指で操作してクランプ部材１９をばね手段２４の付勢力に抗して非傾斜状態に起立させた状態にしたまま、第２の回転カラー１３と共に前記シャフト１０の先端に挿着し、該第２の回転カラー１３の円錐部１３ｂをはんだリール４に当接させた状態にして前記操作部２５から指を離すことにより、前記クランプ部材１９がばね手段２４により傾斜させられて係止孔１９ａの内周縁がシャフト１０の外周に係止するため、前記ロック部材１４が前記シャフト１０に固定され、前記はんだリール４の装着が完了する。

また、前記はんだリール４を交換するときは、前記操作部２５を指で操作して前記クランプ部材１９をばね手段２４に抗して図４に鎖線で示すように起立させることにより、該クランプ部材１９のシャフト１０に対する係止を解除し、その状態で前記ロック部材１４をシャフト１０に沿って移動させることにより、該ロック部材１４を前記第２の回転カラー１３と共に該シャフト１０からから取り外す。そして、前記はんだリール４を新しいものと交換したあと、前記ロック部材１４を、第２の回転カラー１３と共に、前記取り外す場合と逆の操作でシャフト１０に取り付ければ良い。

このように、上記構成を有するリール装着部１は、はんだリール４用の固定手段としてナットやダブルナットを用いた従来のはんだ供給装置に比べ、リールの交換作業を非常に簡単な操作で迅速に行うことができる。

なお、図示した実施形態においては、前記第２の回転カラー１３が前記ロック部材１４に連結されているが、該第２の回転カラー１３は必ずしも前記ロック部材１４に連結されていなくても良い。
また、前記はんだリール４の中心孔４ａの内径と前記シャフト１０の外径との径差が小さく、該はんだリール４をシャフト１０に同心状に取り付けることができる場合には、前記第１の回転カラー１２及び第２の回転カラー１３は省略することもできる。

一方、前記はんだ送り部２は、前記ハウジング７の上面に、前記移送路５の入口側と出口側とに位置するようにはんだ導入部材３５とはんだ導出部材３６とが設けられる共に、前記はんだ導入部材３５の中心孔に通じる中心孔を内部に備えた先細り状の入口ノズル３７と、前記はんだ導出部材３６の中心孔に通じる中心孔を内部に備えた先細り状の出口ノズル３８とが、先細り状をした端部同士を互いに向かい合わせにした状態で前記移送路５に沿って配設されている。そして、前記はんだリール４から繰り出された線状はんだ３が前記はんだ導入部材３５から前記入口ノズル３７に導入され、前記出口ノズル３８からはんだ導出部材３６を経てはんだ付け部位に向けて送り出される。

前記入口ノズル３７と出口ノズル３８との間のスペースには、前記移送路５を挟んで相対する位置に、溝切りローラ４０とガイドローラ４１とが、前記移送路５と直交しかつ互いに平行する軸線を中心に回転自在に配設されている。
前記溝切りローラ４０は、中心部にフラックスが充填されている前記線状はんだ３の側面に溝を切る機能と、該線状はんだ３をはんだ付けのタイミングに合わせてはんだ鏝の鏝先に対して必要量ずつ前進させたり後退させたりする機能とを有するもので、前記ボディ１７の内部の電動モータ（不図示）に連結されて正逆方向に駆動回転される。前記電動モータはステッピングモータである。

このため、前記溝切りローラ４０には、外側に向けて鋭く尖った刃先を全周に連続して有するリング状の溝切刃４２と、歯車の歯のように間欠的に形成された多数の爪を外周に有するリング状の送り刃４３とが、該溝切りローラ４０の軸線方向に重ねて配設され、前記送り刃４３が、線状はんだ３の側面に食い込んで該線状はんだ３を必要量だけ前進させたり後退させたりし、前記溝切刃４２が、線状はんだ３の前進時に該線状はんだ３の側面にフラックス充填領域まで達する溝を連続して切り込むようになっている。
このようにして線状はんだ３に溝を切ると、はんだ付け時にフラックスがはんだ鏝に加熱されて急激に気化しても、該フラックスは前記溝から蒸散するため、爆発現象を生じることがない。

一方、前記ガイドローラ４１は、外周に線状はんだ３が嵌合するＶ字状のガイド溝４１ａを有し、前記溝切りローラ４０による線状はんだ３の前進及び後退時に、該線状はんだ３に追随して正逆方向に従動回転するようになっている。
しかし、前記はんだ送り部２の構成はこのようなものに限定されず、線状はんだ３の側面に溝を切り込むように構成されていなくても構わない。

１リール装着部
２はんだ送り部
３線状はんだ
４はんだリール
４ａ中心孔
１０シャフト
１２第１の回転カラー
１３第２の回転カラー
１４ロック部材
１７ボディ
１８挿入孔
１９クランプ部材
２４ばね手段
２５操作部
２９連結部
３０連結孔
３１係止溝
３２ピン取付孔
３３係止ピン
Ｌ軸線

Claims

線状はんだが巻かれたはんだリールをシャフトに回転自在に装着するリール装着部と、前記はんだリールから線状はんだを繰り出してはんだ付け部位に向けて送り出すはんだ送り部とを有し、
前記リール装着部は、基端を該リール装着部に片持梁状に支持されて前記はんだリールの中心孔内に挿入された前記シャフトと、該シャフトの先端に着脱自在に装着されて前記はんだリールが該シャフトから脱落するのを防止するロック部材とを有し、
前記ロック部材は、ボディの内部に傾動自在に収容されたクランプ部材と、該クランプ部材を傾斜方向に付勢するばね手段と、前記クランプ部材を該ばね手段に抗して非傾斜状態にするための操作部とを有し、前記クランプ部材が傾斜状態にあるとき該クランプ部材が前記シャフトに係止して前記ロック部材が前記シャフトに固定され、前記クランプ部材を非傾斜状態にしたとき該クランプ部材の前記シャフトへの係止が解除されて前記ロック部材がシャフトから取り外し可能になるように構成され、
前記ロック部材には、前記シャフトに回転自在に装着されて前記はんだリールの端部に当接する回転カラーが、前記シャフトの軸線方向には相互に固定的であるが該軸線の回りには相対的に回転自在であるように連結されている、
ことを特徴とする線状はんだ供給装置。
前記クランプ部材は係止孔を有するリングであって、該係止孔の内部を前記シャフトが貫通し、該クランプ部材の傾斜により前記係止孔の内周縁が前記シャフトに係止するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の線状はんだ供給装置。
前記ロック部材に形成された円柱状の連結部が、前記回転カラーに形成された連結孔内に嵌合し、前記連結部の外周には該連結部を取り巻く係止溝が形成され、前記回転カラーの前記係止溝を挟んで相対する位置には一対のピン取付孔が該係止溝に接するように形成され、該ピン取付孔内に係止ピンを前記係止溝に係止した状態に挿入することにより、前記回転カラーが前記ロック部材に回転自在に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の線状はんだ供給装置。